【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
技術分野
本発明は弗化物系化合物から組成される反応性
フラツクスを用いて大気雰囲気のもとで被接合部
材を加熱ろう付けするろう付け方法に関する。
従来技術
例えば車両等に装着されるエバポレータ、コン
デンサ、ラジエータ等の熱交換器は、一般にアル
ミニウム系金属材料からなるチユーブ、フイン、
ニツプル等の各部材を互いにろう付けして製作さ
れている。このろう付けには従来一般に反応性フ
ラツクス、即ちろう付け温度で被接合部材の表面
に形成される酸化物を溶解または／および剥離除
去し、被接合部材の表面にろう材が流れ易くする
ようにろう材の濡れ拡がりを良好にして被接合部
材同志がろう材を介して一様に接合できるように
なす作用を有するフラツクスを使用しており、該
反応性フラツクスによつて被接合面上の酸化物を
除去するとともに被接合面に対するろう材の濡れ
を良好して、高い接合強度を得るとともにろう付
けの信頼性を高めている。
この反応性フラツクスとして、従来一般には塩
化物系化合物からなるフラツクスが使用されてき
た。この塩化物系化合物からなるフラツクスは大
気雰囲気のもとでろう付け作業を実施できる、即
ち特別に雰囲気制御する必要なくろう付けできる
という点で非常に有利であつたが、アルミニウム
に対して腐食性が強いという欠点があつた。この
ためにろう付け終了後にアルミニウム製の被接合
部材を速やかに清浄化してフラツクスおよび反応
残渣を完全に除去しなければならない。しかしな
がら、例えば前述した熱交換器の如く構造（接合
箇所）が複雑な場合には、これらを完全に除去す
ることは簡単にはできず、除去し残したフラツク
スおよび反応残渣による腐食の発生の危険が大き
いという問題があつた。またフラツクスの完全な
除去自体が作業を繁雑にするので好ましくないの
である。
このようなことから、近時アルミニウムに対し
て非腐食性である弗化物系化合物からなるフラツ
クスが開発され、提供されてきた。従つて、この
弗化物系化合物からなるフラツクスを使用すれ
ば、フラツクスおよび反応残渣による腐食に関す
る問題は解決される。しかしながら、この弗化物
系化合物からなるフラツクスは、塩化物系化合物
からなるフラツクスのように大気雰囲気のもとで
ろう付け作業を実施すると満足できるろう材の濡
れ拡りを得られず、良好なろう付けを達成できな
いという欠点を有している。このために、弗化物
系化合物からなるフラツクスを使用してろう付け
する場合には、従来は窒素ガス雰囲気のもとでこ
れを行つていた。
ところで、前述した熱交換器において例えば蛇
行状に折曲げた偏平チユーブの間にコルゲートフ
インを配置してろう付けするような場合、即ちろ
う付け箇所が製品全体にわたつて存在する場合
は、非接合部材を所望の状態に組付けてろう付け
の準備をなした後、このように準備した複数の組
立体を全体として一緒に所定温度に加熱してろう
付け処理するのが生産性、作業性、更にエネルギ
ーコスト的に有利となる。このために通常はろう
付け炉を使用してろう付けを行つていた。従つ
て、この場合には弗化物系化合物からなるフラツ
クスの使用のための窒素ガスによる炉内雰囲気制
御を比較的容易に達成できるのである。
しかしながら、例えば偏平チユーブの端部にニ
ツプルのような小さい部材を更に接合する場合の
ように、接合すべき幾つかの部材（この場合は偏
平チユーブ、コルゲートフイン、ニツプル）の間
で比熱、重量／表面積等に大きな相違があると、
昇温速度等の相違によつて総ての部材を一緒に組
立てゝ同時にろう付けするのは不適当となる。従
つて、このような場合には、例えばニツプルを別
途接合しなければならなくなる。この場合、溶接
のような接合方法も考えられるが、熟練度の要求
程度や生産性の点からろう付けが望ましいのであ
る。しかし、このろう付けは炉外で局部的に行わ
なければならないために雰囲気制御が非常に困難
となり、それ故に弗化物系化合物からなるフラツ
クスを使用できなくなる。勿論塩化物系化合物か
らなるフラツクスを使用すれば前述のような腐食
の問題を生じてしまうのである。
発明の目的
本発明の目的は、上述に鑑みて弗化物系化合物
からなるフラツクスを使用し、ろう材濡れ拡がり
を阻害しないで大気雰囲気のもとでの確実なろう
付けを可能になすろう付け方法を提供することで
ある。
発明の構成
本発明によるろう付け方法は、弗化物系の化合
物からなる被接合部材表面に対するろう材の濡れ
拡がりを良好になす反応性フラツクスを使用し、
被接合部材が加熱により300℃を越えた時点から
ろう付け終了迄の時間を４分以内に設定して、大
気雰囲気のもとでろう付けすることを特徴とする
ものである。
この場合ろう付け終了とは被加熱物をろう付け
温度に加熱した後、電力等の加熱源を断つか、ま
たは被加熱物を炉外に搬出する等によつて被加熱
物の冷却が開始される時点いう。
こゝで弗化物系化合物からなる反応性フラツク
スとは、例えばKF、Al、AlF3を主成分としたこ
れらの化合物の混合物、KAlF4単体のもの、或
いはK3AlF6、KAlF4、AlF3の内の少なくとも二
種以上を主成分として含有する混合物等を意味す
る。勿論これらのフラツクスに不純物として他の
元素或いは化合物が含まれているものは当然なが
ら、更にまた融点を低下させる目的或いは接着そ
の他の目的で意図的に任意に他の元素或いは化合
物例えばZnF、LiFを添加することも可能であ
る。
更に詳しく説明すれば、本発明者等は弗化物系
化合物からなる反応性フラツクスを使用して大気
雰囲気のもとでろう付けする場合に生じるろう材
の濡れ拡がりの悪化について様々な検討および試
験を実施した結果、加熱段階において弗化物系の
化合物からなるフラツクスが大気中の水分や酸素
と反応することが前述の悪化の原因であることを
見出したのである。即ち、ろう付けのために加熱
すると、被接合部材の温度が大体300℃を越えた
後でフラツクスが大気中の水分や酸素と積極的に
反応を開始し、これによりフラツクスの組成が変
化するとともに融点も変化し、フラツクスの活性
度が低下して、これがろう付け処理における所期
のろう材の濡れ拡がりを悪化させることを見出し
たのである。
フラツクスと大気中の水分や酸素との反応は大
体300℃を越えた高い温度で活発化し、温度の上
昇に伴つて進行する。またこの反応により生成さ
れる生成物がフラツクスの融点を上昇させ、或い
はろう材の濡れ拡がり性を悪化させる原因となつ
ていることが知見された。
この知見に基づいて、本発明者等はフラツクス
が大気中の水分や酸素と反応する時間を極力短縮
させることによりその反応による悪影響を極力低
減し、もつてろう付け温度におけるフラツクスの
所期の溶解およびろう材の濡れ拡がりを確保し、
これによつて良好なろう付けを確保できることを
見出したのである。
以下に本発明の望ましい実施例を比較例と比較
して説明する。
実施例 Ａ
第１図に示すように、丸管１に対して継手２を
ろう付けした。材質およびろう付け条件は次の通
りであつた。
（材質 規格合金）
丸管１：A3003（Al−Mn系合金）
継手２：A7NO1（Al−Zn−Mg合金）
（ろう付け条件）
フラツクス組成： KAlF4 75wt％
K3AlF6 20wt％
LiF 5wt％
これらの化合物を水に懸濁させて被接合部
材に塗布
（ 10ｇ／m2）
ろう材： 2.0mm径線材A4047合金
雰囲気：大気中
ろう付け温度：600℃
ろう付け方法： 加熱手段および被接合部材の
加熱の温度と時間に関する熱履歴を第１表
に示す。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brazing method for heating and brazing parts to be joined in an atmospheric atmosphere using a reactive flux composed of a fluoride compound. Prior Art Heat exchangers such as evaporators, condensers, and radiators installed in vehicles, etc. are generally made of aluminum-based metal materials such as tubes, fins, etc.
It is manufactured by brazing the nipples and other parts to each other. Conventionally, this brazing generally involves the use of reactive flux, which dissolves and/or peels off oxides that form on the surfaces of the parts to be joined at the brazing temperature, making it easier for the brazing material to flow onto the surfaces of the parts to be joined. A flux is used that has the effect of improving the wetting and spreading of the brazing material so that the parts to be joined can be uniformly joined through the brazing material, and the reactive flux prevents oxidation on the surfaces to be joined. This removes debris and improves the wetting of the brazing material to the surfaces to be joined, resulting in high joint strength and improved brazing reliability. As this reactive flux, a flux made of a chloride compound has conventionally been generally used. This flux made of chloride compounds was very advantageous in that it could be brazed in an atmospheric atmosphere, that is, it could be brazed without the need for special atmosphere control, but it was corrosive to aluminum. It had the disadvantage of being strong. For this reason, it is necessary to promptly clean the aluminum members to be joined after brazing to completely remove flux and reaction residues. However, if the structure (joints) is complex, such as the heat exchanger mentioned above, it is not easy to completely remove these, and there is a risk of corrosion due to the flux and reaction residue left after removal. The problem was that it was large. Furthermore, complete removal of flux itself is undesirable because it complicates the work. For these reasons, fluxes made of fluoride compounds that are non-corrosive to aluminum have recently been developed and provided. Therefore, by using a flux made of this fluoride compound, the problem of corrosion caused by flux and reaction residues can be solved. However, unlike fluxes made of chloride compounds, this flux made of fluoride compounds does not provide satisfactory brazing spread when brazing work is performed in an atmospheric atmosphere, resulting in a good solder material. It has the disadvantage that it cannot be achieved. For this reason, in the case of brazing using a flux made of a fluoride compound, this has conventionally been carried out under a nitrogen gas atmosphere. By the way, in the above-mentioned heat exchanger, for example, when corrugated fins are arranged and brazed between flat tubes bent in a serpentine shape, that is, when brazing points are present over the entire product, non-bonded After assembling the parts in the desired state and preparing for brazing, the multiple assemblies thus prepared are heated together as a whole to a predetermined temperature and brazed, which improves productivity and workability. Furthermore, it is advantageous in terms of energy cost. For this purpose, brazing was usually performed using a brazing furnace. Therefore, in this case, it is relatively easy to control the atmosphere in the furnace using nitrogen gas for the use of fluxes made of fluoride compounds. However, when a small member such as a nipple is further joined to the end of a flat tube, specific heat, weight/ If there is a large difference in surface area, etc.
Differences in heating rates etc. make it inappropriate to assemble and braze all the parts together at the same time. Therefore, in such a case, for example, the nipple must be separately joined. In this case, joining methods such as welding may be considered, but brazing is preferable from the viewpoint of the level of skill required and productivity. However, since this brazing must be carried out locally outside the furnace, it is very difficult to control the atmosphere, which makes it impossible to use fluxes made of fluoride compounds. Of course, if a flux made of chloride compounds is used, the above-mentioned corrosion problem will occur. Purpose of the Invention In view of the above, the purpose of the present invention is to provide a brazing method that uses a flux made of a fluoride compound and enables reliable brazing in an atmospheric atmosphere without inhibiting wetting and spreading of the brazing material. The goal is to provide the following. Structure of the Invention The brazing method according to the present invention uses a reactive flux that allows a brazing material to spread well on the surfaces of parts to be joined made of a fluoride compound,
The method is characterized in that the time from the time when the parts to be joined exceed 300°C due to heating until the end of brazing is set within 4 minutes, and brazing is performed in an atmospheric atmosphere. In this case, the end of brazing means that after the object to be heated has been heated to the brazing temperature, cooling of the object to be heated is started by cutting off the heating source such as electricity or carrying the object out of the furnace. The point at which Here, the reactive flux made of fluoride compounds includes, for example, a mixture of KF, Al, and AlF 3 as their main components, KAlF 4 alone, or K 3 AlF 6 , KAlF 4 , AlF 3 It means a mixture containing at least two or more of the following as main components. Of course, these fluxes may contain other elements or compounds as impurities, but they may also contain other elements or compounds, such as ZnF or LiF, intentionally or arbitrarily for the purpose of lowering the melting point or for adhesion or other purposes. It is also possible to add. To explain in more detail, the present inventors conducted various studies and tests regarding the deterioration in wetting and spreading of the brazing filler metal that occurs when brazing in an atmospheric atmosphere using a reactive flux made of a fluoride compound. As a result, they found that the above-mentioned deterioration was caused by the reaction of the flux made of fluoride compounds with moisture and oxygen in the atmosphere during the heating stage. In other words, when heated for brazing, the flux begins to actively react with moisture and oxygen in the atmosphere after the temperature of the parts to be joined exceeds approximately 300°C, which changes the composition of the flux and causes They have found that the melting point also changes and the activity of the flux decreases, which worsens the desired wetting and spreading of the brazing material in the brazing process. Reactions between flux and atmospheric moisture and oxygen become active at temperatures above 300°C, and progress as the temperature rises. It has also been found that the products produced by this reaction raise the melting point of the flux or worsen the wetting and spreading properties of the brazing filler metal. Based on this knowledge, the present inventors have attempted to minimize the adverse effects of the reaction by shortening the time during which the flux reacts with moisture and oxygen in the atmosphere, thereby achieving the desired dissolution of the flux at the brazing temperature. and ensure the wetting and spreading of the brazing filler metal.
It was discovered that good brazing could be ensured by this. Preferred embodiments of the present invention will be described below in comparison with comparative examples. Example A As shown in FIG. 1, a joint 2 was brazed to a round pipe 1. The materials and brazing conditions were as follows. (Material standard alloy) Round tube 1: A3003 (Al-Mn alloy) Fitting 2: A7NO1 (Al-Zn-Mg alloy) (Brazing conditions) Flux composition: KAlF 4 75wt% K 3 AlF 6 20wt% LiF 5wt% These compounds are suspended in water and applied to the parts to be joined (10g/ m2 ) Brazing metal: 2.0mm diameter wire A4047 alloy Atmosphere: Air Brazing temperature: 600℃ Brazing method: Heating means and parts to be joined Table 1 shows the thermal history regarding the temperature and time of heating.
【表】
第１表の５種のろう付け試験の結果を第２表に
示す。[Table] Table 2 shows the results of the five types of brazing tests shown in Table 1.
【表】
こゝで、気蜜性試験としてはヘリウムリークテ
ストを実施した。
耐圧性試験は100Kg／cm2で実施した。
以上の結果から、この実施例Ａにおいてはろう
付け時間を４分以内にすれば、大気雰囲気のもと
での弗化物系化合物からなるフラツクスの使用に
よるろう付けが何等支障なく実施できることが確
認された。
実施例 Ｂ
第２図に示すように、偏平管３の間にコルゲー
トフイン４をろう付けした。材質およびろう付け
条件は次の通りである。
（材質 規格合金）
偏平管３：A1050（押出型材）
フイン４： A4045／A3003／A4045 ３層ブレ
ージングシート
（ろう付け条件）
フラツクス組成： KAlF4 75wt％
K3AlF6 25wt％
これらの化合物を水に懸濁させて被接合
部材に塗布（５ｇ／m2）
雰囲気：大気中
ろう付け温度：600℃
ろう付け方法： 各部品をトリクレンにより脱
脂しSUS治具により組立保持してフラツ
クスを塗布し、150℃で15分間乾燥後にろ
う付けした。加熱手段および被接合部材の
加熱の温度と時間に関する熱履歴を第３表
に示す。[Table] Here, a helium leak test was conducted as an air leakage test. The pressure resistance test was conducted at 100Kg/cm 2 . From the above results, it was confirmed that in this Example A, brazing using a flux made of a fluoride compound can be carried out without any problems in an atmospheric atmosphere if the brazing time is kept within 4 minutes. Ta. Example B As shown in FIG. 2, corrugated fins 4 were brazed between flat tubes 3. The materials and brazing conditions are as follows. (Material standard alloy) Flat tube 3: A1050 (extruded material) Fin 4: A4045/A3003/A4045 3-layer brazing sheet (brazing conditions) Flux composition: KAlF 4 75wt% K 3 AlF 6 25wt% Add these compounds to water Suspend it and apply it to the parts to be joined (5g/m 2 ) Atmosphere: Air Brazing temperature: 600℃ Brazing method: Degrease each part with Triclean, assemble and hold with SUS jig, apply flux, After drying at ℃ for 15 minutes, it was brazed. Table 3 shows the thermal history of the heating means and the heating temperature and time of the members to be joined.
【表】
第３表に示された５種のろう付け試験の結果を
第４表に示す。[Table] Table 4 shows the results of the five types of brazing tests shown in Table 3.
【表】
接着率 極めて 良好 良好 不良 不良
良好
[Table] Adhesion rate Very good Good Good Poor Poor
Good